Das Verständnis der grundlegenden Grundlagen der Existenz des Lebens ist ohne ein klares Verständnis der Übertragung von Erbinformationen und ihrer Umsetzung unmöglich. Die Speicherung der körpereigenen Gene erfolgt über Chromosomen, in denen verschiedene DNA-Abschnitte verpackt sind, die die primäre Aminosäuresequenz eines bestimmten Proteins kodieren. Und die Implementierung genetischer Informationen und ihre Übertragung durch Vererbung wird durch ihr Kopieren erreicht. Dieser Vorgang wird „Transkription“genannt. In der Biologie bedeutet es, den Code eines Genabschnitts zu lesen und darauf aufbauend eine Vorlage für die Proteinbiosynthese zu synthetisieren.
Molekulare Grundlagen der Transkription
Die Transkription ist ein enzymatischer Prozess, dem das "Auspacken" eines DNA-Moleküls vorausgeht und den Zugang zum Ablesen eines bestimmten Gens ermöglicht. Dann im doppelsträngigen DNA-Molekül weiterIm Anfangsabschnitt werden Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Nukleotiden für 4 Kadone aufgebrochen. Ab diesem Moment beginnt in der Biologie die Initiationsphase der Transkription, verbunden mit der Anheftung der DNA-abhängigen RNA-Polymerase an das DNA-Makropolymer.
Das natürliche Ergebnis der Initiation ist die Synthese der Startstelle der Boten-RNA, und sobald das erste komplementäre Nukleotid daran angehängt wird und die Translokation der DNA-abhängigen RNA-Polymerase erfolgt, sollte man vom Beginn sprechen der Elongationsphase. Seine Essenz ist auf die allmähliche Bewegung der DNA-abhängigen RNA-Polymerase entlang des DNA-Moleküls in Richtung 3'-5' reduziert, wobei die DNA-Wasserstoffbrückenbindungen vorne geschnitten und hinten wiederhergestellt werden, sowie ein komplementäres Nukleotid an das wachsende angehängt wird Kette des RNA-Templates.
Enzym-DNA-abhängige RNA-Polymerase katalysiert die Addition eines Nukleotids an RNA, während andere Enzymsysteme für das Ablesen, Trennen von Wasserstoffbrückenbindungen und deren Reduktion verantwortlich sind. Alle befinden sich an dem Ort, an dem die Transkription stattfindet. Die Biologie ermöglicht es Ihnen, die Methode der markierten Atome anzuwenden und die Tatsache ihrer höchsten Konzentration in den Zellkernen zu bestätigen.
Zeitachse der Transkription
Unter Laborbedingungen ist es den Wissenschaftlern der Forschungsgruppe "Humanes Genom" gelungen, das DNA-Molekül selbst künstlich zu synthetisieren und den genetischen Code darin zu speichern. Dieser Prozess dauerte mehr als 2 Jahrzehnte, die langwierigen Vorbereitungen nicht mitgerechnet. Interessant ist, wie schnell diese Prozesse in einer lebenden Zelle ablaufen. Wichtigste ForschungsmethodeÜbersetzung und Transkription - Molekularbiologie. Und obwohl es immer noch Schwierigkeiten im Zusammenhang mit der Unmöglichkeit einer visuellen Demonstration dieser Prozesse gibt, gibt es einige Hinweise auf die Zeit der Proteinbiosynthese.
Insbesondere der Prozess des "Entpackens" der genetischen Information kann 16-48 Stunden dauern, und die Transkription des gewünschten Gens - etwa 4-8 Stunden. Die Synthese eines kleinen Proteinmoleküls auf Basis von Boten-RNA dauert etwa 4-24 Stunden, danach beginnt die Phase seiner „Reifung“. Darunter versteht man die selbstspontane Verpackung eines Proteins in eine Sekundär- und dann in eine Tertiärstruktur. Wenn das Protein nach der Synthese modifiziert werden muss, kann dieser Vorgang etwa eine Woche oder länger dauern.
Zellstrukturen, in denen Transkription und Translation stattfinden, werden in der Biologie immer detaillierter untersucht. Gleichzeitig konnte errechnet werden, dass in eukaryontischen Zellen mit großem Erbgut die Synthese eines einfachen Insulinmoleküls etwa 16 Stunden dauert. Gentechnisch veränderte Escherichia coli sind in der Lage, ein solches Molekül in 4 Stunden zu synthetisieren. Bei großen Proteinen mit Tertiär- und Quartärstruktur kann der Prozess ihrer Synthese und endgültigen Bildung etwa 2 Wochen dauern.
Lokalisierung von Transkriptionsenzymen
Ein Vorgang wie die Transkription (in der Biologie) findet anstelle der direkten Speicherung von Erbinformationen statt. Bei eukaryotischen Zellen ist dies der Zellkern, bei vornuklearen Lebensformen das Zytoplasma. virales EnzymReverse Transkriptase wirkt im Zellkern infizierter Zellen. Gleichzeitig durchlaufen auch mitochondriale Nukleinsäuren, bei denen es sich um eine Reihe von Genen handelt, die Transkriptionsphase. In Biologie und Genetik ist die Natur dieser Prozesse noch unbekannt.
Aber die Tatsache, dass menschliche mitochondriale Krankheiten vorhanden sind, die von Nachkommen vererbt werden, bestätigt die DNA-Replikation, für die die Transkription ein notwendiger Schritt ist. Dies bedeutet, dass ein solcher Prozess in mehreren zellulären Strukturen stattfinden kann: Bei Eukaryoten sind dies die Mitochondrien und der Zellkern, bei Prokaryoten das Zytoplasma und die Plasmide.
Lokalisierung biosynthetischer Prozesse
Orte, an denen Transkription und Translation (in der Biologie) stattfinden, sind unterschiedlich, weil die Synthese von Proteinmolekülen einfach nicht im Zellkern stattfinden kann. Der Aufbau der Primärstruktur erfolgt am ribosomalen Apparat der Zelle, der überwiegend im Zytoplasma auf der Membran des rauhen endoplasmatischen Retikulums konzentriert ist.
Die Synthese in hochentwickelten Zellen, die sich durch eine hohe Aufbaurate neuer Eiweißmoleküle auszeichnen, findet hauptsächlich an Polyribosomen statt. Aber in bakteriellen und hochspezialisierten Zellen kann die Biosynthese an unterschiedlichen Ribosomen im Zytoplasma ablaufen. Virale Körper haben keinen eigenen synthetischen Apparat und Organellen und nutzen daher die Strukturen infizierter Zellen aus.
